Солнечная энергия прошла долгий путь за последнее десятилетие. Широкомасштабные инвестиции в новые технологии и возобновляемые источники энергии позволили снизить затраты, сделав солнечные панели более доступными и доступными, чем когда-либо прежде. Тем не менее, когда вы думали, что их механизмы достигли максимальной эффективности и дизайна, новаторы разработали нечто еще более новаторское: прозрачные солнечные панели.
Кто-то может взглянуть на новейшие технологии и сказать, что они напоминают современные окна — если вы так считаете, вы на правильном пути. Вопрос в том, когда они появятся на рынке, и как они повлияют на будущее солнечной энергетики?
Что такое прозрачные солнечные панели?
Исследователи из Мичиганского государственного университета (МГУ) разработали фотоэлектрическое (PV) стекло — солнечные панели из стекла, которые вырабатывают электричество. Их изобретение началось в 2014 году с первого прозрачного люминесцентного солнечного концентратора — стеклянной панели или листа, который мог превратить обычное окно в фотоэлемент. По состоянию на 2020 год они добились полной прозрачности фотоэлементов и вдохновили компании заняться производством.
Представьте себе будущее, в котором окна вашей гостиной смогут генерировать энергию из солнечного света — прозрачные солнечные панели также будут формировать экологически чистое строительство, позволяя предприятиям достигать своих целей в области энергоэффективности, а городам — достигать оптимальной устойчивости. То же самое может относиться к окнам вашего автомобиля, экранам компьютеров и смартфонов.
Нет никаких сомнений в том, что солнечные панели из прозрачного стекла приобретут популярность. Помните, когда мало кто думал, что солнечная энергия на крышах взлетит? Сегодня 19% американцев имеют солнечные батареи или устанавливают их — еще 48% намерены сделать это в ближайшее время.
Благодаря расширению федеральных налоговых льгот, государственных льгот и скидок люди более оптимистично относятся к первоначальным затратам на солнечную энергию, особенно с учетом стоимости коммунальных услуг. По мере того, как инфляция растет и проникает в энергетический сектор, все больше американцев пытаются отапливать, охлаждать и снабжать электроэнергией свои дома.
Как работают окна на солнечных батареях
На данный момент вы, вероятно, знаете, что фотоэлектрические солнечные панели поглощают излучение для выработки электроэнергии и питания вашего дома. Однако ячейки должны быть установлены на панели, а это означает, что солнечный свет не может проходить через них. Итак, как исследователи МГУ обошли эту неразбериху?
Прозрачные солнечные концентраторы содержат цианин, эффективно улавливающий лучистую энергию, которая влечет за собой инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Хотя человеческий глаз увидит, как естественный свет проходит через стекло, концентраторы удерживают часть его и преобразуют в электричество.
Исследователи МГУ отмечают, что в США около 5-7 миллиардов квадратных метров стеклянных поверхностей зданий, от жилых до коммерческих помещений. В целом, прозрачные солнечные панели могут удовлетворить 40% потребности США в энергии.
Еще в 2017 году прозрачные панели уже имели КПД 5% — традиционные панельные системы обычно имеют КПД от 15% до 18%. Очевидно, что эти данные являются позитивной новостью для будущего возобновляемой энергетики. Некоторым домовладельцам также может не нравиться, как солнечные панели выглядят на их крышах. Оконные фотоэлементы органично вписываются в дома и практически незаметны.
Кроме того, установка традиционных солнечных панелей — довольно сложная работа, занимающая слишком много места и часто приводящая к высоким счетам — до скидок. Таким образом, прозрачные солнечные панели являются реальной альтернативой для предприятий в густонаселенных районах, позволяющей интегрировать окна с прозрачными солнечными панелями для повышения энергоэффективности и достижения целей по нулевому потреблению энергии.
Можете ли вы купить прозрачные солнечные панели для дома или бизнеса?
Есть много причин, чтобы быть в восторге от этих новых разработок в области солнечных батарей. Прозрачные солнечные панели могут изменить правила игры для более широкой установки и достижения климатических целей. Естественно, потребители и предприятия хотят знать, когда новейшие технологии станут доступны.
Важно отметить, что когда полностью прозрачные солнечные панели появятся на рынке, они будут дорогостоящими. Со временем, как и в случае с обычными солнечными панелями, цена снизится по мере их широкого распространения. Вы уже можете приобрести полупрозрачные солнечные панели с плотностью от 30% до 40% — непрозрачные, но не полностью прозрачные.
Eco Experts оценивает полупрозрачные панели в 250 фунтов стерлингов за квадратный метр — около 313 долларов США в США. Однако большинство ученых прогнозируют, что они будут на 50% дешевле, чем обычные установки солнечных панелей, поскольку большинство структур смогут прикрепить лист к существующему окну. панели и рамки.
Где в настоящее время используются прозрачные солнечные панели?
В нескольких местах с большим успехом начали использовать доступные прозрачные панели благодаря компании Physee, работающей в сфере экологически чистых технологий, в Нидерландах. Physee был пионером в области прозрачных солнечных панелей, разработав Power Window.
В 2021 году компания установила 15 000 окон на солнечной энергии , намереваясь сократить потребление и расходы на энергию на 30%. Продукт компании PowerWindow в настоящее время охватывает 300 квадратных футов голландского банка. PowerWindow от Physee также прокладывает путь для фотоэлектрического стекла, которое компания называет SmartSkin. В будущем SmarSkin будет использовать автоматизированную систему для определения, питания и регулирования климата в помещении.
Ubiquitous Energy — еще одна компания, занимающаяся разработкой прозрачных солнечных панелей. После установки 100 квадратных футов своего продукта в своей штаб-квартире в Редвуд-Сити, Калифорния, Ubiquitous Energy установила солнечные окна в МГУ, в Nippon Sheet Glass, Co. Ltd. (NSG) в Огайо и в Боулдер-Коммонс в Колорадо, а также в Объект NSG Chiba в Японии.
В другом месте Копенгагенская международная школа в Дании установила 12 000 полупрозрачных панелей , ежегодно вырабатывая 200 мегаватт электроэнергии и в два раза больше энергии, чем потребляет здание.
Хотя нынешние прозрачные солнечные панели имеют легкий оттенок, это может вскоре измениться с кристально чистым нововведением MSU. Отсюда реальный вопрос заключается в том, как быстро домовладельцы и коммерческие арендодатели примут новые энергоэффективные и устойчивые технологии.
Прозрачные солнечные панели скоро появятся у потребителей
Все больше населения выразило обеспокоенность состоянием планеты на фоне усиливающегося изменения климата. Многие также призвали к внедрению экологически безопасных альтернатив и достижений в области возобновляемых источников энергии.
Видя, что люди хотят изменить мир к лучшему и принять участие в защите окружающей среды, переход на прозрачные солнечные панели сэкономит им деньги, обеспечит современную модернизацию дома и снизит воздействие на окружающую среду. В конечном счете, эта новая технология должна заинтересовать тех, кто использовал — или хочет использовать — силу солнечной энергии.
